從SID看OLED最新發展趨勢(下)

 

刊登日期:2013/8/21
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廖鎔榆/工研院材化所研究員

■  Third Generation OLED by Hyperfluorescence

日本九州大學教授安達千波矢教授開發的第三代發光材料,稱為超螢光材料(Hyper Fluorescence)也在SID會場提出相關研究成果。第一代材料為螢光材料,單重態(Singlet,S1)發光,有壽命長、材料便宜的優點,但是發光效率較低,內部量子效率理論上限僅能達到25%。第二代材料為磷光材料,單重態可藉由ISC將能量轉到三重態,使得理論效率達100%,但壽命較短,材料需要貴重金屬,所以成本較高。

安達教授的概念是設計材料,將其單重態與三重態能階拉近,最好是幾乎一樣。這樣可以使三重的能量藉由逆ISC傳回單重態並發光,其效率可以突破螢光材料的上限25%,並直追磷光的表現,並可望維持低成本與長壽命。

目前其外量子效率(EQE~IQE*20%)表現在綠光方面已經接近20%的理論上限了。藍光部分較低,約還在10%以下。紅光則有17.5%。不過並沒有實際lm/W的數據,也不清楚高EQE是發生在多大的亮度下,尚待考驗。

 
圖廿三、第三代超螢光材料概念為提升材料的T1能階到與S1能階無異,來提升效率


圖廿四、材料分子的設計概念是在donor與acceptor間使用steric hindrance(空間障礙)的分子連結圖

■  Air-stable Electron Transport Materials for Low-voltage OLEDS
本篇為Novaled報導該公司最新的n-doped材料。Novaled是發明p-i-n結構的先驅,藉由n-doping與p-doping材料來降低元件驅動電壓,並提升power efficiency。但是該公司發現,在顯示器的領域裡,驅動電壓並不是最主要的議題,其順序是壽命>效率>驅動電壓。所以該公司將研發方向改為開發長壽命而非低電壓的材料。目前第三代的n-doping材料具有在空氣中穩定的特性,且較前兩代材料有更好的壽命表現。

■ Inverted Top-Emitting White OLEDs with Improved Optical and Electrical Characteristics
本篇為倒置式上發光元件,主要探討其中透明上陽極的材料與結構。傳統的透明電極用的是銀,因為銀的導電度最好,可以有最薄的厚度與最佳光學穿透率。另一方面,銀並不穩定。本論文發現,在鍍銀前,先鍍一層2nm金作為Seed Layer,可以更有效提升導電度以及穿透率。以此結構製作上發光元件,並比較無Seed Layer與傳統下發光元件,可發現有Seed Layer+HIL MoO3的元件表現最接近一般的下發光結構。Seed Layer 提供銀金屬一個平坦成膜的成核中心。發光波長較為廣,也比較少色偏,表示Micro cavity狀況有改善。另外,同樣的Au/Ag結構,用在傳統非倒置式的上發光元件,也同樣得到較好的結果。

■  Solution-Processed OLEDs:Unique Challenges and Advantages
杜邦公司比較蒸鍍(UEL)、蒸鍍後加熱(BEL)以及溶液製程(SL) 三種製程,評估溶液製程效率EQE較差的原因。首先用-----以上為部分節錄資料,完整內容請見下方檔案。


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